Введение. Системы реального времени презентация

Что такое реальное время?
Отклик в реальном времени – это гарантированный отклик на событие в пределах определенного промежутка времени.

Терминология
Детерминизм по времени – свойство процесса, описывающее характер выполнения операций во времени
Длительность итерации цикла (период цикла) – время, необходимое на выполнение одной итерации цикла
Джиттер – отклонение фактического времени итерации цикла от заданного
Встраиваемая (embedded) система – компьютерная система, которая, как правило, является частью большей системы. Встраиваемая система обычно работает без интерфейса пользователя (без монитора, клавиатуры, мыши).

Максимальный джиттер
Ожидаемый период цикла
Номер итерации цикла
1
2
3
4
5
Максимальный джиттер
Фактический период цикла (сек)
Диапазон Джиттера

Операционные системы общего назначения
Процессорное время делится между программами
Операционные системы могут прерывать выполнение Виртуальных Приборов (ВП) с высоким приоритетом
Множество программ выполняются в фоновом режиме - заставки, дисковые утилиты, антивирусные программы и т.д.
Должны выполняться сервисные прерывания – от клавиатуры, мыши, сетевой карты (Ethernet) и т.д.
Не могут гарантировать детерминизм по времени – недетерминированные системы

Операционные системы реального времени (ОСРВ)
Гарантируют, что задачи с более высоким приоритетом будут выполняться в первую очередь
Не требуют взаимодействия с пользователем через периферийные устройства (клавиатуру, мышь и т.д.)
LabVIEW Real-Time может выполнять программы на следующих платформах:
Целевые RT системы под управлением ОСРВ Venturcom Phar Lap Embedded Tool Suite (ETS)
Компьютеры под управлением ПСРВ Venturcom Real-Time Extension (RTX)
В этом курсе изучаются ETS платформы

Выбор операционной Системы
ОС общего назначения
Сбор данных (ввод, вывод сигналов)
Анализ данных в режиме Offline
Представление данных
ОСРВ
Регулирование по замкнутому циклу
Принятие решений критических по времени
Длительная непрерывная работа
Автономная работа
Повышенная надежность

Средства разработки
Средства Системного
Анализа
Устройство Ввода/Вывода
Микропроцессор
ОСРВ
Host
модуль
LabVIEW Real-Time
Execution Trace Toolkit
RT Target
модуль
LabVIEW Real-Time
Аппаратура
Программное обеспечение

Система LabVIEW Real-Time с ОСРВ ETS
Выполнение
Разработка
Загрузка
Ведущая система (Host)
Целевая система (RT Target)

Обсуждение. Упражнение 1-1
Проектная документация
(Спецификация)
Время на выполнение: 10 мин.
Прочитать и обсудить проектную документацию. Решить, требуется ли использовать систему реального времени для рассматриваемого приложения.
OBJECTIVE

Host
Компьютер

RT Target
LabVIEW
Real-Time

Конфигурации RT платформ
Host-Target
RT PXI контроллеры
Высокая скорость, высокая плотность каналов, разнотипные Вх/Вых
Одноплатные PCI устройства
Компонент реального времени в настольном персональном компьютере
Настольные ПК
Детерминизм для PCI систем
RT Compact FieldPoint
Компактная система, жесткие внешние условия
RT Compact Vision System
Компактная распределенная система технического зрения
CompactRIO
Реконфигурируемая Встраиваемая Система

Конфигурация Host — RT Target
Настольный компьютер - подходит для систем невысокой стоимости
NI Real-Time Series PXI контроллер - подходит для высокоскоростных многоканальных систем сбора данных
NI Real-Time Series FieldPoint контроллер – подходит для распределенных систем ввода/вывода реального времени
Система NI 1450 Series Compact Vision — отвечает за сбор, обработку и отображение видеосигналов от IEEE1394 камер
CompactRIO - встраиваемая система с контроллером реального времени, реконфигурируемым шасси на базе ПЛИС (FPGA) и модулями ввода/вывода промышленного исполнения

Система PXI
Процессор
Шасси PXI
Память
Платы
сбора данных (DAQ)
SCXI модули
Ethernet-соединение

Сторожевой таймер (watchdog timer)
Сменная память CompactFlash
(только для FP-2020)
Встроенная статическая память
Специализированный процессор
DIP переключатели и светодиоды, настраиваемые пользователем
Последовательный порт
Дублирование источника питания
Ethernet-порт
Сетевой контроллер [c]FP

Контроллер Compact FieldPoint Network , продолжение

Одноплатный компьютер
Плата серии Real-Time
ОСРВ работает на встроенном процессоре
Дочерняя плата сбора данных (DAQ) на встроенной PCI шине

Целевая RT система на ПСРВ (RTX)
RT Target
Host
Ведущая и целевая системы реального времени
на одном процессоре

Выбор нужной целевой платформы